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创造教育是物理教学改革的一个重大课题,同时物理学史与中学物理教学的结合问题也是物理教学改革的一个重大课题。本文重点研究在高中物理课堂教学中物理学史与创新意识的启迪的有机结合。
本文首先对国内外有关的研究结果进行分析讨论,特别是对美国的HPP教材和有关科学教育的模式进行认真地学习研究,旨在借鉴他们的成功经验和汲取他们的教训,探索出适合我国高中物理教学实际的、引入物理学史以启迪学生的创新意识的教学方法。国内在这方面的研究基本上停留在阐述物理学史的意义的层面上,在课堂上实施教学的探索不多。因此本课题重点在于探讨在高中物理的实际教学中,怎样引入物理学史,以启迪学生的创新意识。
在高中物理教学中,通过物理学史启迪高中生的创新意识是一项关系到创造教育的教学改革。在理论上,本文首先从物理学史启迪学生的问题意识、大胆想象的意识、抗挫折的风险意识、怀疑意识、捕捉机遇和灵感的意识、探索意识、合作意识等七个方面作了价值分析,然后从理论基础和现实条件两个方面分析了通过物理学史启迪高中生创新意识的可行性。理论基础包括基于建构主义学习理论的分析、基于库恩的科学革命论的分析、基于海克尔的“生物重演律”的分析。现实条件包括素质教育的推行、新课程标准的要求、教材中物理学史内容的增加、教师教育中物理学史的增加以及多媒体、网络为物理学史的教学提供的便利条件等方面。最后在借鉴国际、国内有关科学教育的教学模式和总结自己的教学经验的基础上,提出了通过物理学史启迪高中生的创新意识的三种教学模式:随机通达教学模式、探究建构教学模式和史料研习教学模式。
为了检验三种教学模式的教学效果,本文进行了实验设计,采用对照实验法,对两个高中班采用不同的教学方式进行长达两年的教学,即实验班采用前述的新的教学模式,对照班采用传统教学模式。教学实验前对实验班和对照班分别进行创新意识水平测试,经过两年的教学实验,再分别对两个班进行创新意识水平测试。通过对两班学生教学实验前后测结果进行比较,结果表明新的教学模式取得了较好的教育教学效果,尤其在问题意识、大胆想象的意识、抗挫折的风险意识、怀疑意识、捕捉机遇和灵感的意识、探索意识、合作意识等方面,能够很好地启迪高中生的创新意识。